第五章 燃气管道穿、跨越工程施工

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抓斗挖土是用抓土的 斗子，斗子用钢丝绳下到 地面后，用装有刀片并由 专用传动装置带动的特制 开闭式斗子抓土。斗子合 闭，并用钢丝绳吊至堆土 的上方，把土卸下。
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(2)索铲开挖 铲土的铲子用钢
制成，有多种规格， 下部有齿状铲刀，但 没有底。 用此法开挖沟槽，其 底部呈弧形，无法保 持平整。
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埋地燃气管道穿越工程施工方法 • 1.开挖施工法（挖槽埋管法） • 2.不开挖技术
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2.不开挖技术
非开挖施工技术是指利用各种岩土钻掘的设备 和技术手段，在地表不开挖沟槽的条件下，铺设、 更换各种地下管线的施工技术，国外叫做TT技术 （Trench less Technology）。
它与传统的挖槽铺管的施工方法相比，具有不 影响交通、环保、施工时间短、成本低、应用广泛 等许多特点。
埋地燃气管道穿越工程施工 一、穿越道路与铁路施工 二、穿越河流施工
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二、穿越河流施工
管道穿越河流的方法很多，方法的选择决定于管径、地 方条件、河流宽度与深度、河底形状、水流速度，河床两岸的 斜度及高度、岸边地上及地下的构筑物等。
1、 水位较低，流速较慢、土质较好、允许封航的中小型 河流， 宜用：围堰法；
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(2)、浮运下管法 为了减少水下焊接，应在岸上将管子组对焊接成整体，并
作好防腐层，如需要分段浮运时，应尽量加长浮运管段的长 度。 管段的浮运可用拖拉加浮船的方法，即把管段放在浮船上， 然后用设在对岸的卷扬机或拖拉机将管段拖至水下沟槽的上 方。如图所示。
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在水下焊接管子可用潜水井。 潜水井用钢板制成，下部方形箱与上部方形箱用法兰连接， 并用橡胶垫密封，在井的两侧上、下箱均有半圆孔作为管道通 过之用，管端各经一孔进入井内。 侧孔的边缘装有锥形接头，在装井时，边缘四周包着管子， 并在管子与锥体接头之间塞填料，防止河水渗入井内。在井的 上部开一直径700～800mm的圆孔，焊上同样直径的管子。
先将管道在岸边组对焊接并防腐，按规定检验合格后 的管道沿管沟底从一个岸边拖到另一个岸边。
将对岸钢丝绳的一头栓在管道的首端，另一头由对岸 拖拉机或卷扬机拉拽。
用此法将管道沿管沟底拖过，为了减少牵引力，在 管端焊上堵板，以防河水进入管内。
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在拖拉时以及用其他方法在水下管沟铺 设管道时，为了防止损坏防腐层，在管子四 周防腐层上包以木条包扎层，木条用铁丝扎 紧，在拖拉过程中，必须防止燃气管道过份 弯曲，以保护管道与防腐层。
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4.顶管施工的优点
• ①、开挖部分仅仅只有工作坑和接收坑，而且安全、对交 通影响小；
• ②、在管道顶进过程中，只挖去管道断面部分的土，挖土 量少；
• ③、作业人员少，工期短； • ④、建设公害少、文明施工程度高； • ⑤、在覆土深度大的情况下，施工成本低。
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5.不足之处
• ①、曲率半径小而且多种曲线组合在一起时，施工就 非常困难；
第八章 燃气管道穿越工程施工
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燃气管道穿越铁路、公路、电车轨道、地裂带、城墙以 及河流时，应使用钢管。
穿、跨越管道可地下敷设，也可采用架空敷设，应根 据当地条件及经济合理性而定。
当地上跨越时，必须有安全防护措施，以保证燃气管道 安全运行。
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埋地燃气管道穿越工程施工方法 • 1.开挖施工法（挖槽埋管法） • 2.不开挖技术
(3)架式铲土机 当挖出的土需要
在旁边堆成土堤时， 或者挖出的土根据工 作条件的要求要用铲 土机的铲子升到一定 高度时，使用架式铲 土机最为方便。
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(4)水力冲击器
水力冲击器用长软 管接在泵上，橡胶管 末端装有带锥形喷水 嘴的普通水枪。
水力冲击器由高压离 心泵供水，水下的土 被喷水嘴以高速喷出 的水柱冲开，由潜水 员控制向需要的方向 冲土。
• 千斤顶：应采用起重量大，顶杆长度长的电动油压式千斤顶。按顶 力计算出的总顶力选用1台或数台千斤顶。
• 顶管掘进机或工具管：取土和确保顶进方向的正确性。 • 卷扬机：下管及水平、垂直运土用各1台。 • 主顶装置：包括主顶油缸、油泵、操作台、油管及动力设备。 • 导轨：保证推进管有稳定的导向。 • 顶铁：是传递千斤顶顶力的工具，应配备成套，可用工字钢或钢管。 • 变压器：24~32V、500~l000W l台，用于低压照明。
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(5)水力吸泥器或空气吸泥器
利用高压水或压缩空气通 过喷嘴，在混合室内造成负压 产生吸力，当泥浆吸口向土表 面靠近时，进入吸泥器内的水 便带入泥砂，使管沟的泥砂同 水一起排走。这种方式适用于 砂性土壤。对于粘土或较坚硬 的土壤，要先用水力冲击器把 土冲松，先碎土，再吸泥，也 能达到较好的效果。
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1.开挖施工法（挖槽埋管法）
• （1）优点
• 施工简单。
• 适用于在宽阔的地表、不存在任何障碍物（河流、街道、建筑物等）、 施工不会影响交通的条件下铺设地下管线。
• （2）缺点
• ①妨碍交通（堵塞、中断或改道）；
• ②破坏环境（绿化带、公园和花园）；
• ③影响市民生活和单位的正常工作；
• ④安全性差；
• ⑤综合施工成本高。
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在市区，由于以上的原因，开挖施工法越来越受到来自政治、经济和
环境方面的压力和限制。
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1.开挖施工法（挖槽埋管法）
• （1）施工工序 • ①、地面的准备工作； • ②、使用挖沟机、反铲等设备或人工进行沟槽的
开挖，包括排水和支撑； • ③、敷设管线； • ④、回填和夯（压）实，以及支撑的拆除； • ⑤、路面的复原。
这种方法施工简单，需要设备少，但必须在断航的条件下 施工。
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先将河流的一半用围堰围住，用水泵排除围堰内的河水， 然后挖沟，敷设管道，再将河中的管口用堵板焊住，以防泥水 进入管内。施工中会有水渗入应用水泵排出。
安装完后，拆除围堰。用相同的方法将剩下的一半作围堰，挖
管沟，将己施工管道堵板割去与后安装的管道连接起来，以后
性土壤
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西气东输16标段芝河穿越
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（二）水底沟埋敷设 1.水下管沟的机械开挖
(1)拉铲式和抓斗式开挖 挖土机主要用以挖掘岸边的水下管沟。挖土机有
可更换的工具。同一台挖土机可以用正铲或反铲、拉 铲或抓斗挖土。
在挖河床水下沟槽时，挖土机可以装在沿沟槽线 路上用钢丝绳及绞车移动的平底船或其他船上。
2、水位较高、流速较快，没有条件封航的中小型河流， 可采用沉管法施工（隧道法的一种）；
大型河流，没有条件封航的中型河流，可采用隧道法（基 岩、顶管、盾构）和定向钻。
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（一）围堰法
在待穿越水下管道的两侧，堆筑临时堤坝，阻挡水流并排 除堤坝间的积水，然后开挖沟槽，敷设管道，回填土施工完 毕后将围堰拆除。
• ②、在软土层中容易发生偏差，而且纠正这种偏差又 比较困难，管道容易产生不均匀下沉；
• ③、推进过程中如果遇到障碍物时处理这些障碍物则 非常困难；
• ④、在覆土浅的条件下显得不很经济。
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（二）涵洞内施工
当燃气管道穿越铁路干线处，路基下已经作好涵洞， 施工时将涵洞两侧挖开，在涵洞内安装。涵洞两侧设检查井， 均安装阀门，安装完毕后，按设计要求将挖开的涵洞口封住。
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顶 管 施 工 的 流 程
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3.顶管施工的方法
• ①、普通顶管法（人工掘进顶管法） • ②、机械掘进顶管 • ③、水力掘进顶管 • ④、挤密土层顶管 • ⑤切刀掘削流体输送顶管
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• ①普通顶管法（人工掘进顶管法）
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燃气管道采用顶管施工法是向土体内顶进套管，顶进时
由人工在套管前方掘土，然后在套管内安装燃气管道。
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4）水下穿越管段的稳定
水下管道与陆上管道不同，二者铺设环境不一样， 水下管道多了一个水流影响因素。
常用的稳管形式有： 1、混凝土（或铸铁）平衡重； 2、重混凝土连续覆盖层； 3、复壁管注水泥浆； 4、石笼； 5、管段下游打挡桩； 6、粗化河床等。
基岩隧道 沉管隧道 顶管隧道 盾构隧道
2、定向钻法
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基岩隧道
沉管隧道
顶管隧道
盾构隧道
盾构隧道
定向转
埋地燃气管道穿越工程施工 一、穿越道路与铁路施工 二、穿越河流施工
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一、穿越道路与铁路施工
（一）、顶管法 （二）、涵洞内施工 （三）、开挖管沟施工
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（一）顶管法
1.顶管施工的基本原理 运用液压传动产生巨大的顶进力向土壤内顶进套管（工具管）或顶管掘
进机，再将燃气管道安装在套管内。 1）工作坑和接收坑
顶管工作坑是安装所有顶进设备的场所，其位置一般选择在顶管地段的 下游最好是穿越管道的闸门井处。
工作坑内应有足够的工作面，其尺寸和深度取决于套管（工具管） 直径、每根管长、接口方式和顶进长度、顶进设备等因素。
接收坑是接收掘进机的场所。
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2）主要设备
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(6)挖泥船 根据土质选择不同类
型的挖泥船。常用的挖泥船 为装有泥浆泵的吸扬式挖泥 船。抓斗式挖泥船和轮斗式 挖泥船。
(7)水下爆破（钻爆法） 适用于河底遇礁石，
基岩河床或其他坚硬地层。 水下爆破有裸露药包爆破 法和钻眼爆破法。
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2.水下管道敷设 (1)、河底拖运敷设
当密封的管道自重大于水的浮力时，将自然下沉至河 底。
回填管沟，拆除围堰，为了减少河水冲刷，围堰迎流水方向的
堰体应平缓，围堰高度应保证在施工期间河水的最高堰的种类较多，常用的有土围堰、草土混合堰、 水排（钢管或槽钢）桩围堰和草麻袋围堰等。
各种河底围堰示意图 1-石块竹笼；2-粘上草包 防冲层；3-粘土草包护层； 9-砂质粘土；5-石块护脚； 6-钢板；7-槽钢桩；8-土质 堰体；9-满布铅丝绳；10敷设管道；11-草（麻）包 粘性土；12-敷设管道； 13-散草；19-捆草；15-粘